“首个微芯片内集成液体冷却系统问世”

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科学技术日报记者张梦然

英国《自然》杂志9日发表了电子工程学重磅研究，瑞士洛桑联邦理工大学( epfl )的研究小组报告了微芯片内的综合型液体冷却系统，其冷却性能优于以前流传的电子冷却方法。 这一成果意味着，通过将液体冷却直接嵌入电子芯片内部来控制电子产品产生的热量具有发展前景、可持续发展和价格效益。

由于全球范围内的数据生成和通信速度不断提高，并且正在努力减少工业转换器系统的大小和价格，因此对小型设备的诉求越来越高，电子电路的冷却变得非常困难。

一般来说，水系统可以用于冷却电子器件，但这种冷却方法效率低下，对环境的影响越来越大。 例如，仅美国的数据中心每年就使用24兆瓦的电力和1000亿升水进行冷却。 这相当于费城这样规模的城市用水量。

工程师认为将液体冷却直接嵌入微芯片内部是一种有前途和有吸引力的方法，但目前的设计包括单独的芯片制造系统和冷却系统，限制了冷却系统的效率。

为此，洛桑联邦理工学院的研究员埃里森·米特里及其同事这次说明了共同设计基于微流体的散热器和电子器件，在同一半导体基板内制造的新的集成冷却方法。 研究人员报告称，冷却功率将达到以前传说的设计的最多50倍。

电子电路的冷却被认为是未来电子产品最重要的挑战之一。 小组总结说，通常冷却时会产生巨大的能源和水消耗，对环境的影响越来越大，但现在需要更少的水和能源来以更可持续的方式进行冷却。

针对此次新成果，研究人员认为电子设备可以进一步小型化，扩展摩尔定律，有可能大幅降低电子设备冷却过程中的功耗。 他们表示，通过消除对大规模外部散热器的指控，可以将越来越多的紧凑型电子设备(如电源转换器)集成到单芯片上。

总着重号:

许多因素可能限制芯片的性能，但其中最棘手的是热量。 摩尔定律一直警告着越来越多的晶体管，越高的开关频率，意味着越来越多的热。 多年来，为了冷却电子器件产生的过剩热量，工程师们一直很头疼。 但是，面对日益小型化的设备，冷却方法也需要彻底变革。 一个好方法是集成散热器和电子器件。 虽然该技术目前仍在优化，但冷却挑战的新答案是令人瞩目的成果。